混合型波振器的研究(英文)

报告了一台用于中国原子能科学研究院中红外自由电子激光研究的混合型波振器的研制情况。该波振器采用稀土永磁与纯铁混合形式。磁场气隙及磁场锥度连续可调。波振器的磁场峰值的均方根误差小于0.53％。电子轨迹偏移在0.03mm左右。文中论述了此波振器的设计、利用模拟退火法对磁块进行优化组合、电子束在波振器理想及实际磁场情况下的轨迹的计算,以及波振器的磁场测量技术和磁场调整等方面的问题。     

230 MeV超导回旋加速器磁场测量系统进展

正等时性是衡量一台回旋加速器的关键指标,需通过磁场测量评估。230 MeV回旋加速器要求测量的磁场范围为径向0～85cm、角向0°～360°的中心平面,最高磁场强度约为4.0T,要求的磁场测量精度为5×10~(-5)。计划采用感应线圈探头磁能量法进行磁场测量。目前,230 MeV超导回旋加速器磁场测量系统的主要进展如下。1完成磁场测量机械装置的研制测磁仪机械装置用于支撑测量设备和其他硬件,如图1所示。装置实现NMR探头伸入中心平面,获     

石墨的热中子吸收截面测量

本文利用脉冲中子源法测量了一批石墨的热中子吸收截面。测量的几何曲率范围是(0.699—13.26)×10~(-3)厘米~(-2)。由于几何曲率在6.341×10~(-3)厘米~(-3)以上时,实验上得不到恒定的衰减常数,所以用来求热中子吸收截面的几何曲率范围为(0.699—6.341)×10~(-3)厘米~(-2)。石墨密度为1.653克/厘米~3,测量温度为14.5℃。求得石墨热中子吸收截面σ_α=4.03±0.13毫靶,扩散系数D_0=(2.073±0.025)×10~5厘米~2·秒~(-1),扩散冷却系数C=(3.17±0.49)×10~6厘米~4·秒~(-1)。换算到标准条件(密度1.60克/厘米~3,温度20℃),D_0=(2.160±0.026)×10~5厘米~2·秒~(-1),C=(3.41±0.51)×10~6厘米~4·秒~(-1)。     

一种基于伸展线法的小孔径四极磁铁测量方法

针对目前多极磁铁孔径越来越小的发展趋势，搭建了一种基于单根伸展线法(Single Stretched Wire Method,SSWM)的磁测系统，该系统的主要优势是测量域所需空间小且运动模式灵活。基于该系统的优势及四极磁铁磁场分布的特点，尝试使用双曲线轨迹对四极磁铁靠近其四个极头的区域进行了扫描测量，并根据矢势在测量点分布的特性，提出了一种全新的数据分析方法，用以分析四极磁铁的梯度积分和高阶场误差。用该系统对一孔半径为11 mm、梯度大于100 T·m^-1的四极磁铁进行测量，测量结果表明高阶场误差测量重复性好于±1.5×10^-4，能满足小孔径高梯度四极磁铁的磁场测量要求。     

基于拉伸线法的振荡器型THz-FEL波荡器积分场测量

为精确、快速测量波荡器磁场积分,研制了一套基于拉伸线法的测磁系统。该系统采用Agilent 3458A八位半数字万用表实现微电压信号采集,使用Kohzu高精度位移平台实现拉伸线的精确同步移动,测量软件平台采用Lab VIEW实现。使用测磁系统在一台7周期混合永磁型波荡器样机上进行了测量实验,结果同霍尔探头点测吻合,一次积分和二次积分的重复测量精度分别优于2.5?10?6 T·m和2.5?10?6 T·m2。该系统将用于华中科技大学在研的一套紧凑型THz波段自由电子激光装置中波荡器磁场测量。     

表面铀污染量检测仪的研制

介绍了一台测量板形铀元件大面积低水平表面铀污染测量仪。该装置探头是大面积多丝正比计数器,计数器阴极由低本底材料不锈钢制成的,窗由厚6μm双面镀铝的聚脂膜制成。阳极丝是0.025mm镀金钨丝。计数器灵敏面积为1113mm×100mm。实验表明,计数器固有本底为0.002计数/(min·cm~2)(2计数/min)。对浓缩铀源,探测效率为67％,2π方向;24小时稳定度为0.84％(包括计数器、高压、电子学放大器、甄别器、微机、打印和显示系统)。该装置可探测的定量下限为(对20％~(235)U,0.13％~(234)U,79.64％~(238)U)4.6×10~(-10)g/cm~2。通过微机控制,该装置可预置定时,具有显示、自动报警、分类和打印功能。     

井型电离室的研制

本文阐述的DLS-206型井型电离室可用于测量放射性同位素活度。它配合动电容静电计和数字电压表进行测量,其稳定性好于0.1％。该电离室可以用于测量β,γ源。γ能量响应>25keV。对~(125)I,~(241)Am,~(51)Cr,~(137)Cs,~(60)Co的γ灵敏度依次是1.6×10~(-13),1.3×10~(-13)0.3×10~(-13),3.1×10~(-13),7.0×10~(-13)A/μCi;对~(32)P的β灵敏度是0.3×10~(-13)A/μCi。     

上海电子束离子阱低温超导磁体系统的研制

介绍了上海电子束离子阱(Electron beam ion trap,EBIT)装置低温超导磁体系统的研制过程和测试结果.超导磁体由一对上下布置的Helmholtz线圈组成,中心最大磁场强度可达5.3 T,两线圈的峰值磁场偏差小于3×10-4 T,在中心轴线上±10mm内磁场均匀度好于2×10-4,磁场衰减率在8 h内小于1×10-4.低温系统采用双冷屏结构,通过二级G-M制冷机冷却冷屏来降低液氦的蒸发量.系统液氦灌注达到平衡后,液氦的平均蒸发量为1.1 L/h,基本满足了用户的要求.     

SHINE超导波荡器磁场点测量霍尔探头位置标定

正在建设的上海硬X射线自由电子激光装置（Shanghai HIgh repetitioN rate XFEL and Extreme light facility,SHINE）将利用40台周期长度为16 mm、磁长度为4 m、净气隙高度为4 mm的真空内超导波荡器,以产生垂直线极化的自由电子激光。霍尔探头磁场测量是目前测量波荡器场图最可靠的测量方法之一,而霍尔探头灵敏中心的定位精度是影响磁场测量精度的主要因素之一。本文介绍了这些超导波荡器的磁场点测量系统,以及霍尔探头灵敏中心的高精度位置标定。通过翻转安装有霍尔探头与角锥棱镜的磁测滑车,可分别标定霍尔探头灵敏中心以及角锥棱镜顶点和磁测滑车翻转轴的横向间距,从而获得霍尔探头灵敏中心彼此之间的横向距离,以及霍尔探头灵敏中心与角锥棱镜顶点之间的横向距离。该方法的标定精度好于±10μm,能满足该超导波荡器磁场测量的要求。     

Thorex流程离心萃取器验证台架实验

钍基核燃料后处理Thorex流程的发展倾向于酸式进料,单循环。基于30级10mm环隙式离心萃取器台架系统,对酸式进料、单循环Thorex流程工艺进行台架实验验证。实验结果表明:全流程钍回收率为99.994%,铀回收率为99.30%,钍中去铀分离因子SF_(U/Th)为1.5×10~2,铀中去钍分离因子SF_(Th/U)为2.2×10~4。增加1B工艺段(钍铀分离段)补萃级数应可以进一步提高铀回收率。     

关于~(238)U自发裂变常数

使用平行板脉冲电离室测量~(238)U自发裂变衰变常数,得到结果λ_f=(8.63±0.25)×10~(-17)年~(-1)。鉴于到目前为止已发表的λ_f值差别很大,我们收集整理了世界各地的测量数据,给出~(238)U自发裂变衰变常数推荐值为:λ_f=(8.46±0.16)±10~(-17)年~(-1)。     

~6LiH 过滤盒的性能研究及其在剂量测量中的应用

本文给出了~6LiH 过滤盒的中子、γ射线吸收性能的实验结果。壁厚约为1.5mm 的~6LiH 盒对反应堆热中子的吸收与0.5mm 厚的 Cd 相当;利用壁厚为2mm 的~6LiH 盒,测得~7LiF、~6LiF 和天然 LiF 热释光剂量计(TLD)的热中子响应系数分別为6.2×10~(-10)、1.06×10~(-7)和2.5×10~(-8)R·cm~2;通过与 Cd 盒比较,得到 Cd 的俘获γ系数为4.96×10~(-9)R·cm~2。介绍了用包~6LiH的 LiF-TLD 测量反应堆周围中子-γ混合场中的热中子和γ射线剂量。     

航空数γ能谱测量系统的研制

航空数字化γ能谱测量系统以NaI(T1)晶体(10 inm×10 minx40 mm)和光电倍增管构成的闪烁计数器为丫射线探测器,采用4条下测晶体和1条上测晶体组合成航空γ能谱测量系统的探头,设计了温度传感器、电流反馈型前置放大器和低纹波高压供电电路,实现了γ光子与核信号的转换;采用Y/U双通道数控增益放大器、双回路自...     

用于4mm回旋管的超导磁体

描述了一个4mm回旋管用的超导磁体,它可在谐振腔区提供3T的均匀磁场,均匀区长6cm,均匀度优于±0.16%,均匀磁场又可调节成梯度场,梯度△B/B_o≥8.5%。阴极区磁场均匀区长4cm,均匀度±(1.0～1.8)%,压缩比B_k/B_o可在1/6～1/15范围内调节。采用四台电源串联供电。磁场位形调节好后,磁体可实现闭环运行。磁体将与回旋管配合在HL-1装置上进行ECRH物理实验。     

PSD位置测量系统在波荡器磁场测量中的应用

位置敏感探测器(Position Sensitive Detector,PSD)是一种基于横向光电效应(x和y方向)的光电位置敏感器件,可直接探测到入射光斑的能量中心位置,在波荡器磁测中可用于获得霍尔探头测量过程中的横向位置变化。为了在狭小或封闭空间内实现对波荡器(尤其是真空内波荡器)磁场进行高精度的测量,我们设计并搭建了测试系统,对导轨直线度(x和y方向)进行了测量。实验结果表明,该位置测量系统具有5μm的测量精度,可以满足霍尔探头在波荡器磁测过程中的位置精度要求。     

表面铀污染量检测仪的研制

介绍了一台测量板形铀元件大面积低水平表面铀污染测量仪。该装置探头是大面积多丝正比计数器,计数器阴极由低本底材料不锈钢制成的,窗由厚6μm双面镀铝的聚脂膜制成。阳极丝是0.025mm镀金钨丝。计数器灵敏面积为1113mm×100mm。实验表明,计数器固有本底为0.002计数/(min·Cm~2)(2计数/min)。对浓缩铀源,探测效率为67％,2 π方向;24小时稳定度为0.84％(包括计数器、高压、电子学放大器、甄别器、微机、打印和显示系统)。该装置可探测的定量下限为(对20％~(235)U,0.13％~(234)U,79.64％~(238)U)4.6×10~-10)g/cm~2。通过微机控制,该装置可预置定时,具有显示、自动报警、分类和打印功能。     

微量硼的热中子瞬发γ射线分析方法

反应堆热中子束流引起地质样品中硼的~(10)B(n,αγ)~7Li反应,用HPGe探测器测量其反应的478 keV瞬发γ射线峰面积,与标准样品比对,得到30个地质样品中硼的含量为8×10~(-6)～160×10~(-6),相对误差为16%～5%。     

CRDM钩爪用stellite-6合金冲击磨损性能研究

采用自制的试验机模拟核电厂一回路水质,研究不同温度和应力下控制棒驱动机构(CRDM)钩爪用stellite-6合金的冲击磨损性能。研究结果表明:正常接触条件下,温度对冲击磨损性能的影响较小,合金尺寸变化速率约为1×10~(-8)mm/次,质量变化速率约为2×10~(-6) mg/次;高接触应力下,合金的冲击磨损机制为塑性变形和疲劳剥落;室温、90℃和150℃下,合金尺寸变化速率分别为:1.3×10~(-7) mm/次、4.7×10~(-7) mm/次和5.3×10~(-7) mm/次,质量变化速率分别为7.5×10~(-6) mg/次、4.17×10~(-5) mg/次和4.83×10~(-5) mg/次。     

R为1.2m对称双聚焦高场强、高分辨率分析磁铁

R=1.2m,90°偏转对称双聚焦高场强、高分辨率分析磁铁采用近似的Rogowski磁极边界来克服局部磁饱和现象,具有磁感应强度高于1.8 T和质量分辨率M/△M大于208的特点。在磁感应强度小于1.08 T时,磁场非均匀度小于±4×10~(-4)。该分析磁铁的边缘场分布测试结果表明:在实际使用情况下,随着磁感应强度的改变(0.4—1.5T),边缘场等效边界S_0的变化小于0.006 g_0,g_0为磁极间隙(g_0=40 mm)。聚焦修正因子I_1的变化小于0.028,I_2的变化小于0.006。对核磁铁进行一阶修正和考虑二阶的计算结果表明:离子束入射和出射角应为27.13°,若在将分析磁铁的出口曲率半径改为1443 mm的凹曲面,则有可能将二阶象差减到最小。在铅离子能量为630,530,430keV的条件下,质谱分析表明,在前、后缝各开6 mm时,可将~(204)Pb~+,~(206)Pb~+,~(207)Pb~+,~(208)Pb~+完全分开,其中~(204)Pb~+的束流强度达10 μA,可用于重元素同位素离子注入。     

乳腺影像学专用PET探测器模块设计

为进一步提升乳腺影像学专用PET系统的空间位置分辨率,基于LYSO晶体与位置灵敏光电倍增管耦合,设计了一种专用LYSO-PET探测器模块。探测模块由12×12根1.5 mm×1.5 mm×10 mm LYSO晶体条阵列与PS-PMT耦合组成,通过PXI 8501采集系统,获取入射粒子的2D泛场图像、能量信息及位置信息。该探测模块平均位置分辨率可达0.22 mm(本征)和0.55 mm(²²Na探测条件下);平均能量分辨率为22.4%(²²Na探测条件下)。双探头PET系统FOV中心²²Na点源轴向空间分辨率可达1.13 mm。探测器模块已基本满足位置分辨率要求,为实现亚毫米乳腺影像学专用PET系统提供了硬件支持。